JP6125298B2 - 移動式炉心内計装用弁支持装置および移動式炉心内計装装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動式炉心内計装用弁を支持する移動式炉心内計装用弁支持装置および移動式炉心内計装装置に関する。

一般に沸騰水型原子炉には、原子炉内に設置された校正用導管内で移動式検出器を移動させ、炉心の中性子束を測定する移動式炉心内計装装置（Ｔｒａｖｅｒｓｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｅ Ｐｒｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍ 以下、ＴＩＰと称す。）が設けられる。校正用導管は、原子炉外で移動式炉心内計装案内管（ＴＩＰ案内管）に接続される。ＴＩＰ案内管は、原子炉格納容器（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ Ｖｅｓｓｅｌ 以下、ＰＣＶと称す。）の外方に延伸され、中性子測定時間外において移動式検出器を原子炉外で待機させる。

さらにＰＣＶ外のＴＩＰ案内管において、隔離弁や逆止弁といった移動式炉心内計装用弁が設けられる。この移動式炉心内計装用弁は、万が一の地震等の振動状況下において弁および配管を保護するために、支持装置を設けて耐震性を向上させることが望ましい。ここで、原子力プラントの各種弁や配管は、耐震性を向上させるためにサポートを設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特公昭６１−３９５５９号公報

原子炉運転時と停止時の温度差に伴って、ＰＣＶは熱膨張するとともに、ＴＩＰ案内管も延伸方向である軸方向に熱膨張が生じる場合がある。上述した特許文献に記載されたサポートを移動式炉心内計装用弁に適用した場合、原子炉運転時と停止時の温度差に伴って移動式炉心内計装用弁がサポートに対して変位し、配管や弁に負荷が生じるおそれがある。

そこで本発明は、移動式炉心内計装案内管の軸方向の変位を許容して移動式炉心内計装用弁の支持を行う移動式炉心内計装用弁支持装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の移動式炉心内計装用弁支持装置は、原子炉格納容器外に延伸される移動式炉心内計装案内管に設けられる移動式炉心内計装用弁に固定される弁台座と、原子炉格納容器外の床面に設けられる架台と、この架台と弁台座を、移動式炉心内計装案内管の軸方向に変位可能に接続する変位許容部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、移動式炉心内計装案内管の軸方向の変位を許容して移動式炉心内計装用弁の支持を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図。 本発明の第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の変位許容部材を示す概略立断面図。 本発明の第２の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図。 本発明の第２の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の変位許容部材を示す概略立断面図。 本発明の第３の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の変位許容部材を示す概略立断面図。 本発明の第３の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略上面図。 本発明の第４の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図。 本発明の第４の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の変位許容部材を示す概略立断面図。 本発明の第５の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図。 本発明の第６の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図。 移動式炉心内計装装置を示す概略構成図。

以下、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置について、図１および図２ならびに図１１を参照して説明する。

図１１は、移動式炉心内計装装置を示す概略構成図である。移動式炉心内計装装置１００（Ｔｒａｖｅｒｓｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｅ Ｐｒｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＴＩＰ）の移動式炉心内計装案内管（ＴＩＰ案内管）２は、原子炉圧力容器４０内に挿入され、牽引装置４１を経て、原子炉格納容器（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ Ｖｅｓｓｅｌ：ＰＣＶ）３１側面を貫通し、ＰＣＶ３１の外方へ延伸される。中性子計測時間外は、図１１に示すＰＣＶ３１外の遮蔽容器４２内に移動式検出器は待機させる。中性子計測時間において、検出器駆動装置４３によってＴＩＰ駆動ケーブル４４を送り出し、巻き戻して、移動式検出器をＴＩＰ案内管２ならびに原子炉圧力容器４０内の校正用導管４５内で移動させる。なお、図１は複数のＴＩＰ案内管２のうち１つを代表して示している。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図である。ＰＣＶ３１外方へ延伸されたＴＩＰ案内管２において、ＴＩＰ隔離弁３（またはパージ隔離弁）と、ＴＩＰ閉止弁４（または逆止弁）とが設けられる。ＴＩＰ隔離弁３は、ＴＩＰ案内管２を自動または手動によって開閉するものである。ＴＩＰ閉止弁４は、ＴＩＰ使用時に万が一、ＴＩＰ駆動ケーブル４４を引き抜くことができない場合にＴＩＰ案内管２を切断、閉止して、ＰＣＶ３１の隔離性能を維持するものである。さらに一方向のみの物質の流通を許容する逆止弁を設けてもよい。以下、ＴＩＰ隔離弁３およびＴＩＰ閉止弁４を移動式炉心内計装用弁２１と総称する。

移動式炉心内計装用弁支持装置１は、変位許容部材５と、弁台座６と、架台７とから構成される。架台７は、ＰＣＶ３１外の床面３２のＴＩＰ案内管２下方において、例えばボルト５０によって固定される。弁台座６は、移動式炉心内計装用弁２１に固定される。弁台座６は、例えば、ＴＩＰ案内管２の延びる方向に長い水平方向に広がる長方形平板状であり、上面にＴＩＰ隔離弁３と、ＴＩＰ閉止弁４を配置してＴＩＰ案内管２軸方向の両端から挟みこむ形状とする。さらに弁台座６をＴＩＰ案内管２に固定してもよい。

変位許容部材５は、架台７と弁台座６を、ＴＩＰ案内管２の軸方向の摺動を可能に接続する。

図２は、図１に示すＡ−Ａ´一点鎖線に沿う断面図であり、本発明の第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の変位許容部材を示す概略立断面図である。変位許容部材５は、架台７に下部スライドレール８ａが設けられ、弁台座６に上部スライドレール８ｂが設けられる。

上部スライドレール８ｂは、例えば長手方向に垂直の方向の断面が逆Ｔ字形状のレールである。下部スライドレール８ａは、上部スライドレール８ｂを挿入可能な、長手方向に垂直の方向の断面が逆Ｔ字形状の溝を刳り抜いた形状である。

架台７と一体化した下部スライドレール８ａに上部スライドレール８ｂを挿入することによって、弁台座６および上部スライドレール８ｂはＴＩＰ案内管２の軸方向の摺動は可能であり、ＴＩＰ案内管２の軸方向に対して垂直方向に拘束される。

（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。

ＴＩＰ案内管２の配管の軸方向への熱膨張により変位が発生した場合、弁台座６は移動式炉心内計装用弁２１と一体に動く。このとき、変位許容部材５の下部スライドレール８ａは、上部スライドレール８ｂに対してＴＩＰ案内管２の軸方向に摺動するため、ＴＩＰ案内管２の軸方向への熱膨張による変位を吸収する。さらに上部スライドレール８ｂは下部スライドレール８ａに刳り抜いた溝に差し込まれているため、ＴＩＰ案内管２の軸方向に対して垂直方向に支持され、地震等の振動発生時に耐震サポートがなされる。

（効果）
本発明の第１の実施形態によれば、移動式炉心内計装用弁支持装置１において、ＴＩＰ案内管２の軸方向への熱膨張による変位を許容し、かつＴＩＰ案内管２の軸方向に対して垂直方向に拘束することにより、ＴＩＰ案内管２および移動式炉心内計装用弁２１への負荷を軽減しながら、移動式炉心内計装用弁２１の耐震サポートをすることができる。

（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置について、図３および図４を参照して説明する。第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。

図３は、本発明の第２の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図である。図４は、図３に示すＢ−Ｂ´一点鎖線に沿う断面図であり、本発明の第２の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の変位許容部材を示す概略立断面図である。

本実施形態の変位許容部材５は、長方形平板状の弁台座６上面に接触する上部変位許容部材９ａと弁台座６下面に接触する下部変位許容部材９ｂ、および上部変位許容部材９ａと下部変位許容部材９ｂを支持する変位許容部材支持機構１０から構成される。

弁台座６を上部変位許容部材９ａと下部変位許容部材９ｂの間に差し込む構造にすることにより、上部変位許容部材９ａと下部変位許容部材９ｂによってＴＩＰ案内管２の軸方向に対して上下方向、変位許容部材支持機構１０によりＴＩＰ案内管２の軸方向に対して左右方向に拘束される。

（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。

ＴＩＰ案内管２の軸方向への熱膨張により変位が発生した場合、弁台座６は上部変位許容部材９ａと下部変位許容部材９ｂに挟まれながら、ＴＩＰ案内管２の軸方向に変位する。さらに上部変位許容部材９ａおよび下部変位許容部材９ｂを、弁台座６に接しＴＩＰ案内管２の軸方向に回転するローラーとすることによって、より円滑に弁台座６を変位させることができる。

（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、上部変位許容部材９ａと下部変位許容部材９ｂによって弁台座６を挟み込み、弁台座６のＴＩＰ案内管２軸方向の摺動を許容することによって、ＴＩＰ案内管２および移動式炉心内計装用弁２１への負荷を軽減しながら、移動式炉心内計装用弁２１の耐震サポートをすることができる。

（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置について、図５および図６を参照して説明する。第２の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。

図５は、本発明の第３の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の変位許容部材を示す概略立断面図である。図６は、本発明の第３の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略上面図である。図６は、移動式炉心内計装用弁支持装置１の変位許容部材５を弁台座６から取り外す際のスライド方向を示している。

本実施形態は、第２の実施形態の変位許容部材支持機構１０について弁台座６上部の上部変位許容部材支持機構１０ａと弁台座６下部の下部変位許容部材支持機構１０ｂとに分割できる構造とする。上部変位許容部材支持機構１０ａと下部変位許容部材支持機構１０ｂは高さ調整スペーサ１２を介して、例えばボルト５１により固定される。

（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。

移動式炉心内計装用弁２１のメンテナンス等の際に、上部変位許容部材支持機構１０ａと弁台座６下部の下部変位許容部材支持機構１０ｂを固定しているボルト５１を取り外すことで部変位許容部材支持機構１０ａと下部変位許容部材支持機構１０ｂと高さ調整スペーサ１２に分割する。

分割後、図６に示すように、上部変位許容部材支持機構１０ａをＴＩＰ案内管２の軸方向にスライドして弁台座６から取り外すことで移動式炉心内計装用弁２１のメンテナンスを容易に行うことができる。また、高さ調整スペーサ１２の厚みを調整することで、上部変位許容部材支持機構１０ａと下部変位許容部材支持機構１０ｂによる弁台座６への拘束強度を調整することができる。

（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、上部変位許容部材支持機構１０ａと下部変位許容部材支持機構１０ｂに分割することで、容易に移動式炉心内計装用弁支持装置１を移動式炉心内計装用弁２１から取り外すことができる。

（第４の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第４の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置について、図７および図８を参照して説明する。第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。

図７は、本発明の第４の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図である。図８は、図７に示すＣ−Ｃ´一点鎖線に沿う断面図であり、本発明の第４の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の変位許容部材を示す概略立断面図である。本実施形態の変位許容部材５は、転がり軸受け１３を用いた構成である。

転がり軸受け１３は架台７に設けられ、弁台座６を差込可能な角筒形状である。転がり軸受け１３は、長方形平板状の弁台座６を上下方向から挟み込み接触して転がるボール１４ａを有する。さらに弁台座６を左右方向から挟み込んで転がるボール１４ｂを設けてもよい。転がり軸受け１３によって弁台座６は上下、左右方向に拘束される。

（作用）
以下、本発明の第４の実施形態の作用について説明する。

ＴＩＰ案内管２の軸方向への熱膨張による変位が発生した場合、ボール１４ａおよびボール１４ｂは、弁台座６に接触、回転して円滑に軸方向の変位が行われる。その結果、転がり軸受け１３はＴＩＰ案内管２の配管の軸方向について摺動のみ許容するため、ＴＩＰ案内管２の軸方向への熱膨張による変位を吸収することができる。

なお、転がり軸受け１３を弁台座６側に設け、転がり軸受け１３のボール１４ａおよびボール１４ｂを架台７に接触させる構成としてもよい。さらに第１の実施形態において、スライドレールによる摺動を行うとともに、さらにボール１４ａを下部スライドレール８ａまたは上部スライドレール８ｂのいずれか一方に接触させて設け、他方のスライドレールの摺動をより円滑にすることもできる。

（効果）
本発明の第４の実施形態によれば、変位許容部材５として転がり軸受け１３によって弁台座６を挟み込み、弁台座６のＴＩＰ案内管２の軸方向の摺動を許容することによって、ＴＩＰ案内管２および移動式炉心内計装用弁２１への負荷を軽減しながら、移動式炉心内計装用弁２１の耐震サポートをすることができる。

（第５の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第５の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置について、図９を参照して説明する。第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。

図９は、本発明の第５の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図である。本実施形態は、上述した第１から第３の実施形態の変位許容部材５にさらにローラー１５を設けた構成である。ローラー１５は、変位許容部材５に差し込まれた弁台座６に接触し、ＴＩＰ案内管２の軸方向に回転可能である。

（作用）
以下、本発明の第５の実施形態の作用について説明する。

ＴＩＰ案内管２の配管の軸方向への熱膨張により変位が発生した場合、弁台座６は変位許容部材５に対して変位する。ローラー１５は弁台座６に接触してＴＩＰ案内管２の軸方向に回転して、円滑に弁台座６の変位が行われる。

なお、ローラー１５を弁台座６側に設け、ローラー１５を架台７に接触させる構成としてもよい。さらに第１の実施形態において、下部スライドレール８ａと上部スライドレール８ｂによる摺動を行うとともに、さらにローラー１５を下部スライドレール８ａまたは上部スライドレール８ｂのいずれか一方に接触させて設け、下部スライドレール８ａと上部スライドレール８ｂ相互の摺動をより円滑にすることもできる。

（効果）
本発明の第５の実施形態によれば、ローラー１５によって弁台座６のＴＩＰ案内管２軸方向の摺動を円滑に行うことによって、ＴＩＰ案内管２および移動式炉心内計装用弁２１への負荷を軽減しながら、移動式炉心内計装用弁２１の耐震サポートをすることができる。

（第６の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第６の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置について、図１０を参照して説明する。第１の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。

図１０は、本発明の第６の実施形態に係る移動式炉心内計装用弁支持装置を示す概略側面図である。第６の実施形態は、上述した第１から第５の実施形態の変位許容部材５に角度調整スペーサ１６をさらに設けた構成である。

ＴＩＰ案内管２は、ＰＣＶ２１を貫通して所定の角度をもって外方に延伸される場合がある。このＴＩＰ案内管２について角度調整スペーサ１６によって所定の角度に変位可能に変位許容部材５を角度調整する。

（作用）
以下、本発明の第６の実施形態の作用について説明する。

所定の角度をもって延伸されたＴＩＰ案内管２の配管の軸方向への熱膨張により変位が発生した場合、ＴＩＰ案内管２の熱膨張も所定の角度に生じる。変位許容部材５は、角度調整スペーサ１６によって所定の角度に変位可能に調整されているため、移動式炉心内計装用弁２１の軸方向の変位は許容され、ＴＩＰ案内管２の軸方向に対して垂直方向の耐震サポートが行われる。

（効果）
本発明の第６の実施形態によれば、角度調整スペーサ１６によってＴＩＰ案内管２および移動式炉心内計装用弁２１の据付角度に合わせて変位許容部材５の据付角度を調整することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１・・・移動式炉心内計装用弁支持装置
２・・・移動式炉心内計装案内管（ＴＩＰ案内管）
３・・・ＴＩＰ隔離弁
４・・・ＴＩＰ閉止弁
５・・・変位許容部材
６・・・弁台座
７・・・架台
８ａ・・・下部スライドレール
８ｂ・・・上部スライドレール
９ａ・・・上部変位許容部材
９ｂ・・・下部変位許容部材
１０・・・変位許容部材支持機構
１０ａ・・・上部変位許容部材支持機構
１０ｂ・・・下部変位許容部材支持機構
１２・・・高さ調整スペーサ
１３・・・転がり軸受け
１４ａ、１４ｂ・・・ボール
１５・・・ローラー
１６・・・角度調整スペーサ
２１・・・移動式炉心内計装用弁
３１・・・原子炉格納容器（ＰＣＶ）
３２・・・床面
４０・・・原子炉圧力容器
４１・・・牽引装置
４２・・・遮蔽容器
４３・・・検出器駆動装置
４４・・・ＴＩＰ駆動ケーブル
４５・・・校正用導管
５０・・・ボルト
５１・・・ボルト
１００・・・移動式炉心内計装装置

Claims (8)

1. 原子炉格納容器外に延伸される移動式炉心内計装案内管に設けられる移動式炉心内計装用弁に固定される弁台座と、
   前記原子炉格納容器外の床面に設けられる架台と、
   この架台と前記弁台座を、前記移動式炉心内計装案内管の軸方向に変位可能に接続する変位許容部材と、
   を備えることを特徴とする移動式炉心内計装用弁支持装置。
2. 前記変位許容部材は、
   上向き接触面が形成されて前記弁台座に取り付けられた下部スライドレールと、
   前記上向き接触面と接触しながら前記移動式炉心内計装案内管の軸方向に摺動可能な下向き接触面が形成されて前記架台に取り付けられた上部スライドレールと、
   を備えていること、
   を特徴とする請求項１に記載の移動式炉心内計装用弁支持装置。
3. 前記変位許容部材は、前記弁台座を摺動可能に差し込むことによって、前記弁台座を軸方向に変位可能に拘束することを特徴とする請求項１に記載の移動式炉心内計装用弁支持装置。
4. 前記変位許容部材は、前記弁台座上部の上部変位許容部材支持機構と前記弁台座下部の下部変位許容部材支持機構に分割できることを特徴とする請求項３に記載の移動式炉心内計装用弁支持装置。
5. 前記変位許容部材は、前記弁台座または前記架台の少なくとも一方の部材に接触する転がり軸受けを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の移動式炉心内計装用弁支持装置。
6. 前記変位許容部材は、前記弁台座または前記架台の少なくとも一方の部材に接触し、前記移動式炉心内計装案内管の軸方向に回転するローラーを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の移動式炉心内計装用弁支持装置。
7. 前記架台と前記移動式炉心内計装用弁の取り付け角度を調整するスペーサをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の移動式炉心内計装用弁支持装置。
8. 請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の移動式炉心内計装用弁支持装置によって前記移動式炉心内計装用弁を支持したことを特徴とする移動式炉心内計装装置。

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